General ObjectiveTo propose and formulate sustainable strategies for the agri-food system based on

global constrains and identificate tecno-productive and institutional innovations that improve the impact on regional development

“Programa Cooperativo para el Desarrollo Tecnológico

Agropecuario del Cono Sur"

Itamar De Melo

Plataform: Use of Emerging Technologies

Contemporary advances and Innovation

The aims are to conduct joint research, built on existing links and identify new

opportunities for colaboration

www.procisur.org.uy

FunctionFunction

Referente Regional: Brazil Enlace Argentina: Enlace Bolívia: Enlace Chile: Enlace Paraguai: Enlace Uruguai:

Team Group of the Plataform

Strategic Approaches of the Network:

Advanced Biotechnology; Nanotechnology; Precision Agriculture; Information and Communication Technologies-TICs

Use of Emerging Technologies

Genomics and metagenomics technologies for the development of

water-use efficient plants;

2nd generation ethanol, and

phosphate solubilization

Research Lines of Interest Related to the Mitigation of Global Warm

Seca

Estresse abiótico

8[Hoekstra & Chapagain, 2008]

Solução ao problema???

Manipulação gênica

Plantas Tolerantes a Seca (Monsanto + Basf)

Tecnologia para o desenvolvimento de plantas mais tolerantes aos

estresses abióticos $ 1.5 bilhões de dólares

(http://monsanto.mediaroom.com/index.php?s=43&item=710)

Nota: descobertas do gene espB de Bacillus subtilis.

Bioprospecção em Ambientes Extremos:Biodiversidade não usual x novas substâncias químicas

Bioprospecção= biodiversidade+ indústria

As buscas devem ser dirigidas àqueles habitats onde o produto desejado surgiu como resultado do processo evolutivo natural

Drought caused as many deaths in 1980-2000 as all other natural disasters

combined (Colombia University Center for Hazards and Risks)

Trehalose ( glucopiranosil-1,1-glucopiranosideo) – evita desnaturação e agregação de proteínas

EPS – modifica o ambiente ao redor das células microbianas, participa na adesão das células à superfície, retenção de água, favorece o sequestro e concentração de nutrientes, retém e protege enzimas extracelulares.

Organismos Osmotolerants

Alta abundância de genes relacionados ao stress por calor (do grupo da hsp70 (dnaK)) e stress osmótico (biosintese de betaína).

Crescimento em meio contendo sorbitol

Azospirillum sp.

Bacillus sp.

Seleção de caracteres para tolerância à seca

Crescimento em meio contendo sorbitol

Isolamento de rizobactérias associadas

às cactáceas

TratamentoÁrea foliar

(cm2)

Comprimentocaule(cm)

Peso secoparte aérea

(g)Testemunha 62,53 7,52 0,26106.2 RZS 3 113,19* 8,80* 0,4340*

6.1 XXS 15 97,67 8,45 0,4090*3.3 XXS 22 100,43 7,47 0,36101.1 XXS 28 111,10* 7,99 0,38303.1 CFS 33 80,75 6,92 0,30903.1 CFS 34 83,08 8,83* 0,34504.1 XXS 40 113,12* 8,87* 0,4330*4.1 XXS 42 109,45* 8,45 0,34505.2 RZS 52 104,73* 7,66 0,3730

Promoção de crescimento de Zea mays

Estresse hídrico

Bacillus spp. promoveram crescimento de milho sob estresse hídrico

Promoção de crescimento de Zea mays

Estresse hídrico

T

Metagenomics:

-for production of lignocellulosic ethanol

-Develop new, more versatile, microorganisms capable of squeezing more

ethanol from biomass.

•A biossíntese da celulose na natureza equivale à produção de 5x104 barris de petróleo por segundo (Coughlan, 1985)

Research Lines of Future Interest

The soil metagenome – a rich resource for the discovery of novel natural

products

- Metagenomic libraries generated from extremophiles: thermostable celullase,…..drought resistance, etc

Celullase production by one high producer hit

Matagenomics

Shelly Paluan e Quirino, 2010

Greater sorbitol concentration

Greater hydric stress

Metagenomics:

-for phosphate solubilization

Research Lines of Future Interest

Strategy: to apply culture-independent metagenomics

technologies in rocks, minerals and other deposits of phosphate.

PO4---

~US$ 6.4 billion/year

In Brazil, 30 kg N/ha would cost

to the farmer ~US$ 30/ha

to the country ~US$ 650 million/year

National economy to the BNF with soybean crop (21.7 million ha, 2,629 kg/ha)

Daniel Kondo

A Biotecnologia na busca de pesticidas menos tóxicos

•Brasil, 1º maior consumidor mundial de agrotóxicos.• ( www.abiquim.org.br)

•Toxicidade: 2º maior causa de intoxicação em humanos – 9.600 registros.Fonte: Sinitox: www.fiocruz.br

Qual o futuro do setor e quais os rumos das pesquisas?

Mangroves, habitat for extremophyles:Transforming biodiversity in technologies

-high salinity seawater;-anoxic environment;

Purposes: -Bacterial inoculant for salty

soils;-Bioactive compounds:

herbicides

Actinobactérias – principais fontes de agentes antimicrobianos

medium

Atrazin

medium +DMSO

L3-10ª Actinoba. Endof.

Microalgae Chlorella vulgaris

Descoberta de novos herbicidas- Efeitos fitotóxicos

1

3

5

7 9

11

13

15

17

23 25

26

27

28

30

31

32

33

1'2'

3'

4'

5'

6'

7'

8'9'

O

HO

H3CO

O

OCH3

OH

O

O

HN

OH

O

O

O

19

21HO

O

HO

H3CO

O

OCH3

OH

O

O

HN

OH

O

O

O

19

21H3CO

O

HO

H3CO

O

OCH3

OH

O

OH

19

21HO

29

1 2 3

O

HO

H3CO

O

OCH3

OH

O

O

O

NH2

HO

4

O

O

HO

H3CO

O

OCH3

OH

O OH

5

O

HO

H3CO

O

OCH3

OH

O

OCH3

HO

6

Chemical structures of bafilomycins isolated and identified from the extract of Streptomyces MSC 463.

Conclusões

•Países do Cone Sul apresentam déficits na balança comercial no segmento de produtos do metabolismo secundário da biodiversidade (fármacos, polissacarídeos, insumos agrícolas, agrotóxicos);

•Pesquisas insuficientes é feita para transformar o conhecimento científico acumulado em inovação tecnológica;

• Existe um distanciamento entre os grupos de pesquisa e as empresas;

•Melhorar acesso a informação para diminuir a desigualdade científica nos países do Cone Sul

Muchas Gracias